The scientist：值得关注的基因组测序新成果

　　

生物通报道：研究者们最近在基因组测序中又获得了什么新收获呢？The scientist杂志精选了几项值得关注的基因组研究新成果，其中不乏中国学者和华大基因的身影，一起来看看吧。

独特的栉水母

种属：侧腕水母（Pleurobrachia bachei）

基因组大小：156.1 million bp

佛罗里达大学的神经科学家Leonid Moroz领导研究团队，在五月二十一日的Nature杂志上发布了栉水母Pleurobrachia bachei的基因组，以及其他十种栉水母的基因表达数据。他们的分析指出，栉水母可能是动物界最早的一支，独立发展出了复杂的神经和肌肉系统。

研究人员发现，栉水母的神经源性基因、免疫基因和发育基因非常独特，与其他动物完全不同。此外，栉水母缺乏其他动物广泛使用的神经递质通路，例如需要5-羟色胺、多巴胺和乙酰胆碱的通路。研究人员认为，栉水母演化了出了自己独有的神经信号和基因编辑通路。

“人们原本以为自然界只有一条演化出神经系统的途径。这是把进化想得过于简单了，” Moroz说。“大脑、复杂神经回路和行为的进化不止一条途径。”（相关文章：Nature：基因组测序揭示独一无二的神经系统）

 

社会性的白蚁

种属：湿木白蚁（Zootermopsis nevadensis nuttingi）

基因组大小：562 million bp

亚利桑那州立大学的Jürgen Liebig领导研究团队测序了湿木白蚁（Zootermopsis nevadensis nuttingi）的基因组，并将结果发表在五月二十日的Nature Communications杂志上。他们在此基础上获得了一些与白蚁社会性和性行为有关的新发现。

与其他社会性昆虫相比，雄性白蚁的寿命较长，生产精子的时期也比较长。举例来说，蚂蚁、蜜蜂等膜翅目生物中，雄性往往在交配之后很快就死亡。研究显示，白蚁表达更多与精子生成有关的基因。

“与已测序的膜翅目种属相比较，Z. nevadensis的基因组既有相似性，又存在一些深刻的差异，这反映了这些物种独特的发展史和生活史 ，”作者们在文中写道。

研究人员发现，白蚁基因中有很大一部分被甲基化“关闭”。据介绍，这种甲基化在蜜蜂中决定着社会等级的维系，可能它们在白蚁中也起到了类似的作用。（相关文章：Nature子刊：华大基因参与破解白蚁基因组）

 

危害水稻的真菌

种属：稻曲病菌（Ustilaginoidea virens）

基因组大小：39.4 million bp

中国农业大学的研究人员测序了一种在水稻中引起稻曲病的真菌——Ustilaginoidea virens，这项研究发表在五月二十日的Nature Communications杂志上。

U. virens是生长得最快的水稻致病菌之一，在世界上大多数水稻种植区都很常见。U. virens会将谷粒转变为孢子团（smut balls），使水稻不育。

研究团队发现，U. viren吸收营养的方式会削弱其宿主植物，但还不至于将其杀死。在U. viren的基因组中，涉及细胞壁成分（例如纤维素和木质素）分解的基因比较少，说明这种真菌已经适应了谷穗中糖多纤维素少的环境。研究还显示，U. viren拥有一些抑制植物防御应答的基因。文章指出，U. virens是感染昆虫的绿僵菌的近亲。（相关文章：中国农业大学Nature子刊发表基因组研究新成果）

 

---

啤酒酵母

种属：Saccharomyces carlsbergensis

基因组大小：19.5 million bp

丹麦嘉士伯实验室的研究人员在Jürgen Wendland的领导下，测序了啤酒酵母Saccharomyces carlsbergensis的基因组，文章发表在五月一日的G3杂志上。

用于酿造啤酒的酵母，多为酿酒酵母S. cerevisiae的不同品种。自1883年以来Carlsberg就用S. carlsbergensis来酿造啤酒。基因组分析显示，S. carlsbergensis失去了S. cerevisiae基因组中的一大块片段，从而与其他啤酒酵母区分开。

研究人员在文中写道，“这种基因组片段的缺失，可能与十九世纪啤酒酿造时的低温发酵条件有关。”（原文推荐：Genome Sequence of Saccharomyces carlsbergensis, the World’s First Pure Culture Lager Yeast）

 

木本棉

种属：Gossypium arboretum

基因组大小：1,746 million bp

中国科学家们测序了原产于印度和巴基斯坦的木本棉（Gossypium arboreum）基因组，并将结果发表在五月十八日的Nature Genetics杂志上。棉花属包含五十多个品种，它们大多是二倍体，不过也有一些是四倍体。这些四倍体的形成被认为是，G. arboretum（提供A基因组）和G. raimondii（提供D基因组）在距今一两百万年前发生杂交的结果。

2012年同一个研究团队曾发表了G. raimondii的基因组序列。而现在他们发现，G. arboretum的基因组几乎是G. raimondii的两倍。研究人员认为，这样悬殊的基因组大小差异是因为，G. arboretum染色体发生过多次大规模的长末端重复序列插入。

作者们指出，G. arboreum的基因组可以成为理解棉花进化的有用工具，帮助人们对重要的棉花作物进行遗传改良。（原文推荐：Genome sequence of the cultivated cotton Gossypium arboreum）

 

捕食性蜘蛛

种属：Acanthoscurria geniculate

基因组大小：6,500 million bp

丹麦Aarhus大学和华大基因合作，获得了白膝头狼蛛（tarantula）的基因组草图和丝绒蜘蛛(velvet spider)的完整基因组，这项研究于五月六日发表在Nature Communications杂志上。

这两种蜘蛛的基因组都比较大，具有长内含子和短外显子，与哺乳动物的基因组很相似。研究人员针对蜘蛛丝基因、蜘蛛毒基因和相关蛋白进行了研究。他们认为，这类信息可以帮助人们开发更有效的杀虫剂和抗毒药物，还有助于将蜘蛛丝蛋白作为新型生物材料。

“我们希望通过比较这两种蜘蛛的遗传学组成，概括出是什么让蜘蛛成其为蜘蛛，”文章的共同作者Kristian Sanggaard说。（中外科学家Nature子刊绘制蜘蛛基因组图谱）

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

Genome Digest